Fondamenti teorici
Il metodo del modulo di rigidezza rappresenta l'interazione reciproca tra platea di fondazione e terreno mediante un accoppiamento iterativo di pressioni di contatto del suolo, cedimenti e parametri di vincolo.
Il punto di partenza sono i valori di vincolo, con i quali viene eseguito un primo calcolo FE per determinare la distribuzione delle pressioni di contatto del suolo. Successivamente, i cedimenti nel semispazio elastico vengono calcolati secondo Boussinesq, integrando le tensioni strato per strato. Da questi vengono derivati parametri di vincolo verticali e a taglio aggiornati, per i quali viene eseguito un ulteriore calcolo FE. L'iterazione viene ripetuta fino a quando le variazioni di cedimenti e tensioni non scendono al di sotto della soglia di convergenza.
Ulteriori informazioni sono disponibili nel manuale online per l'add-on Analisi geotecnica:
Oggetto dell'analisi
Per la platea di fondazione rappresentata, deve essere eseguita l'analisi strutturale considerando l'interazione suolo-struttura mediante l'applicazione del metodo del modulo di rigidezza.
Modellazione del sottosuolo
L'input per la struttura del suolo viene effettuato nei passaggi
- Creazione dei materiali sotterranei basati su materiale di libreria
- Descrizione della struttura del suolo mediante registri di perforazione
- Creazione del blocco di terreno.
La seguente serie di immagini riassume brevemente la procedura. Una descrizione dettagliata della procedura è disponibile nell'articolo tecnico KB 1699 | Creare un blocco di terreno da campioni di terreno in RFEM 6:
1. Metodo del modulo di rigidezza come tipo di modellazione del sottosuolo
La base per l'applicazione del metodo del modulo di rigidezza è costituita dal blocco di terreno.
Nel campo "Tipo di modellazione del sottosuolo" del blocco di terreno è possibile selezionare successivamente il metodo numerico per la modellazione del sottosuolo.
Nel menu a discesa viene selezionato il metodo del modulo di rigidezza (1).
Appare una sezione aggiuntiva "Impostazioni" (2), in cui sono riepilogate ulteriori impostazioni e opzioni.
2. Superficie/i da vincolare
Nelle impostazioni per il metodo del modulo di rigidezza viene effettuata l'assegnazione delle superfici da vincolare. In questo esempio vengono adottate le impostazioni predefinite per le ulteriori impostazioni.
L'input può essere confermato con "OK". La struttura del suolo è ora completamente modellata.
3. Vincolo generato
Il metodo del modulo di rigidezza genera il vincolo di superficie e i vincoli lineari sulle linee al contorno.
I supporti creati sono elencati nei tipi per superfici o linee e sono rappresentati graficamente sul modello. I coefficienti del vincolo vengono determinati durante l'analisi strutturale.
Analisi
Nel presente esempio, le combinazioni di carico devono essere generate dalla creazione guidata di combinazioni, in modo che il metodo del modulo di rigidezza venga eseguito rispettivamente per le combinazioni della situazione di progetto quasi permanente.
Per tutte le altre situazioni di progetto, il vincolo deve essere adottato dalla corrispondente combinazione quasi permanente.
Questo viene impostato di conseguenza nella creazione guidata di combinazioni, come mostra la seguente serie di immagini.
Le combinazioni di carico generate sono illustrate a titolo esemplificativo nella seguente serie di immagini.
Il metodo del modulo di rigidezza è attivo per tutte le combinazioni di carico della situazione quasi permanente. Per tutte le combinazioni delle altre situazioni di progetto, invece, è stata impostata l'adozione del vincolo dalla corrispondente combinazione di carico quasi permanente. Per queste viene eseguita un'analisi strutturale senza il metodo del modulo di rigidezza.
Ora il modello può essere calcolato.
Risultati
Dopo l'analisi strutturale, nel navigatore dei risultati per le superfici è possibile selezionare il risultato "Coefficienti del vincolo elastico", in modo che i valori di vincolo determinati Cu,z, Cvx,z e Cv,yz vengano rappresentati graficamente, come mostrato nell'immagine seguente.
Inoltre, sotto le reazioni vincolari è possibile selezionare il risultato per i "Coefficienti del vincolo elastico" dei vincoli lineari e visualizzarlo così nella grafica.
Conclusione
Con il metodo del modulo di rigidezza è possibile considerare in modo efficiente l'interazione suolo-struttura e migliorare così significativamente la qualità dei risultati dell'analisi agli elementi finiti rispetto alla fondazione di superficie costante.